مقاومت الکتریکی قطعه ای است که می توان گفت تقریبا در تمام وسایل برقی استفاده شده است.

خوب است که با این قطعه بعنوان یکی از معروف ترین و پرکاربردترین قطعات الکترونیک بیشتر آشنا شویم.

در این مقاله به همراه هم نحوه کار، واحد اندازه گیری و عوامل موثر بر مقاومت را بررسی می کنیم.

مقاومت الکتریکی (Resistor) چیست؟

مقاومت وسیله الکتریکی است که از یک ماده مقاومتی که
می تواند میزان ولتاژ یا جریان را در یک وسیله یا مدار الکتریکی کنترل کند، ساخته می شود.

این موضوع با استفاده از قانون اهم که بیان می کند شدت جریان و ولتاژ رابطه مستقیم با مقاومت دارد ایجاد شده است.

مقاومت چیست

قانون اهم چیست؟

مقدار جریان برابر است با ولتاژ تقسیم بر شدت مقاومت.
برای مثال در یک مدار الکتریکی با 120 ولت ورودی و یک مقاومت 100 اهمی شدت جریان برابر 1.2 آمپر می شود.

به وسیله مقاومت ثباتی ایجاد می شود که جریان را نسبتا تحت فشار قرار می دهد.

قانون اهم چیست

از همان مثال قبلی 120 ولت ورودی استفاده می کنیم ولی این بار  مقاومت 1000 اهم را در نظر میگیریم و
شدت جریان به 0.12  آمپر کاهش پیدا می کند.

واحد اندازه گیری مقاومت الکتریکی

به پاس خدمات جرج سیمون اهم واحد اندازه گیری مقاومت اهم می باشد.(Ω)
یک اهم معادل یک ولت بر یک آمپر است.

واحد اندازه گیری مقاومت چیست

واحد های مشتق شده از واحد اهم مانند:

  • میلی اهم
  • کیلو اهم
  • مگا اهم

نیز کاربرد دارند.

نحوه عملکرد مقاومت الکتریکی

مقاومت ها از اجزای مقاومت کننده تشکیل شده اند که
می توانند در لوازم خانگی مانند سشوار و توستر استفاده شوند.

وقتی جریان از یک قطعه مقاومت کننده عبور می کند گرما ایجاد می شود و
لوازم خانگی مانند آنهایی که اشاره شد از این گرمای اضافی استفاده می کنند.

نحوه عملکرد مقاومت

یکی از مثال های قطعات مقاومت کننده پتانسیومتر (speed pot) است که
بالا یا پایین بردن مقاومت، هر کدام به نوبه خود میزان ولتاژ اعمال شده به وسیله را تحت تاثیر قرار می دهد.

عوامل موثر بر مقدار مقاومت

  • جنس
  • طول و مساحت سطح مقطع
  • دما

برای مثال در مورد مقاومت یک سیم میزان مقاومت آن با
حاصلضرب مقاومت مخصوص سیم در طول سیم تقسیم بر مساحت سطح مقطع سیم برابر است.

مقاومت مخصوص سیم وابسته به جنس سیم و نماد آن (ρ) می باشد.

عوامل موثر بر مقاومت چیست

که در مورد دما، در رساناها با بالا رفتن دما مقاومت افزایش می یابد ولی
در نیمه رساناها با بالا رفتن دما مقاومت کاهش می یابد.

انواع مقاومت الکتریکی

1- مقاومت های ثابت (Fixed Resistors) :
همانطور که از نامشان پیداست، این مقاومتها صرف نظر از هرگونه تغییر در دما، نور و
غیره از مقاومت ثابت برخوردار هستند.

مقاومت های ثابت

2- مقاومت های متغیر (Variable Resistors) :
این مقاومت ها به مقاومت های متغیر یا قابل اصلاح معروف هستند.
پتانسیومتر نمونه ای از این مقاومت هاست که با چرخش پیچ، مقدار مقاومت متناسب با ولتاژ تغییر میکند.
رئوستات و تریمر انواع دیگر مقاومت های متغیر هستند.

مقاومت های متغیر

3- مقاومت های وابسته به ویژگی های فیزیکی (Physical Quality Resistors) :
این مقاومت ها وابسته به ویژگی های فیزیکی هستند و
می توانند مقاومت خود را بر اساس انواع خواص فیزیکی از جمله دما، سطح نور و حتی میدان مغناطیسی تغییر دهند.
از انواع آنها میتوان ترمیستور، فوتورزیستور، وریستور و مقاومت مغناطیسی را نام برد.

مقاومت های وابسته به ویژگی های فیزیکی

نحوه انتخاب مقاومت الکتریکی

برای انتخاب مقاومت متناسب با نیاز، سه مرحله وجود دارد:

گام اول : تعیین مقدار مقاومت

تعیین اینکه چه مقدار مقاومت الکتریکی یا توان قرار است توسط قطعه مقاومت، در سیستم تلف شود.
برای محاسبه به این نکات باید توجه کرد:

  • دانستن مقدار ولتاژ و جریان مورد استفاده در سیستم
  • استفاده از قانون اهم برای محاسبه مقاومت و یا توان
  • مقدار مقاومت: ولتاژ تقسیم بر جریان
  • مقدار توان: ولتاژ ضرب در جریان یا مجذور جریان ضرب در مقاومت و یا مجذور ولتاژ تقسیم بر مقاومت
  • در نظر گرفتن محدوده تغییرات جریان یا ولتاژ (هر چند کوچک)، در انتخاب مقاومت مناسب بسیار مهم است زیرا
    منجر به تغییرات بزرگتری در مقدار وات (توان) میشود.

فرمول های قانون اهم

گام دوم : وات سایز

تعیین اندازه وات (Watt Size) یا اندازه توان مورد نیاز که متناسب با سایز فیزیکی مقاومت الکتریکی است.
در هر سیستم، میزان اتلاف گرمایی در نواحی دارای مقاومت های بالا، زیاد است.
هر چه اتلاف حرارتی بیشتر باشد، افزایش دما در سیستم کمتر شده و از داغ شدن آن جلوگیری میشود.
میزان این اتلاف را میشود با تعیین سایز مقاومت (وات سایز)، تخمین زد.
برخی ویژگی های محیطی مثل دما و شرایط نصب و مدار از عوامل موثر در تعیین وات سایز هستند که
به طور کلی به صورت جدولی از فاکتورهای موثر تعریف میشوند شامل:

  • وات یا مقدار توان اتلافی محاسبه شده در گام اول (Watt)
  • دمای محیط (Ambient temperature)
  • محدوده محیط (Enclosure)
  • گروه بندی یا فاصله قطعات (Grouping)
  • ارتفاع محیط (Altitude)
  • عملکرد پالس (Pulse Operation)
  • سرمای هوا (Cooling Air)
  • محدوده افزایش دما (Limited Temperature Rise)

با استفاده از جدول طراحی شده برای فاکتورهای موثر در میزان اتلاف گرمایی، میتوان اندازه وات را بدست آورد.

فاکتورهای موثر در تعیین وات سایز و انتخاب مقاومت

با یک مثال ارتباط این فاکتورها و تاثیر آنها در انتخاب مقاومت را بررسی میکنیم:
فرض کنید باید از چهار مقاومت استفاده کنیم که 50 وات توان اتلافی داشته باشند.
این مقاومت ها در فاصله 2 اینچی از هم و
در محیطی کاملا محصور با دمای 50 درجه سانتی گراد قرار گرفته اند.
در جدول میبینیم که در دمای 50 درجه مقدار فاکتور اثرگزاری برابر با 1.1 است.
برای مقاومت های 100 درصد محصور شده، فاکتور موثر 2 است و
در ستون گروه بندی برای فاصله 2 اینچ فاکتور 1.2 در نظر گرفته میشود.
بقیه موارد در حالت استاندارد هستند پس فاکتور آنها را 1 در نظر میگیریم.
از ضرب فاکتورهای موثر با هم عدد 2.64 بدست آمده که
وقتی در 50 (میزان توان تلف شده) ضرب شود، عدد 132 بدست می آید.
پس سایز مقاومت انتخابی (وات سایز) باید 132 باشد.

گام سوم : روش نصب

در این مرحله باید یونیت (واحد) مناسبی را انتخاب کنیم.
پس با در نظر گرفتن دو مرحله قبل، برای انتخاب نوع مقاومت باید به
پایه نصب قطعه توجه کرده و انتخابی متناسب با آن داشته باشیم.
روش نصب مقاومت عامل موثری در انتخاب مقاومت است و
از انواع آنها میتوان به موارد زیر استفاده کرد:

  • براکت (Bracket)
  • پنل (Panel)
  • سطحی (Surface)
  • PC

نوع ترمینال و مواد به کار رفته در ساخت قطعه نیز در انتخاب نوع مقاومت موثر هستند.

انتخاب مقاومت با توجه به پایه و روش نصب

آخرین نکته در انتخاب مقاومت

مقدار تلورانس (tolerance) یک مقاومت معمولا در محدوده %0.1± تا %20± است.

تلورانس یک محدوده در رنج مقاومت ایجاد میکند که هنگام انتخاب مقاومت الکتریکی باید به آن توجه کرد.

این را هم ببینید
مرجع الکترونیک

به هم بستن مقاومت ها

مقاومت ها را می توان در مدار به صورت موازی و سری به یکدیگر بست.

در حالتی که مقاومت ها به صورت موازی به یکدیگر بسته شوند وارون مقاومت کل با
مجموع معکوس هر یک از مقاومت ها برابر می باشد.

کاربرد های مقاومت چیست

در حالت سری مقاومت کل با مجموع تک تک مقاومت ها برابر است.

کاربرد های مقاومت الکتریکی

  • کم کردن جریان
  • تنظیم سطح سیگنال ها
  • تقسیم ولتاژ
  • ربات نوریاب
  • لوازم خانگی

ثبت اطلاعات برای دریافت آموزش رایگان

مقاله بالا بخشی از بسته جامع آموزش الکترونیک (BEE) است.

برای مشاهده کامل این بسته کلیک کنید.

مشاهده بسته الکترونیک

به آموزش الکترونیک علاقه مندم

اگر محتوای آموزشی الکترونیک را می پسندید برای دریافت آموزش های رایگان فرم را تکمیل کنید.

شماره موبایل پشتیبانی: ۰۹۰۱۷۰۳۹۳۲۹


در نماتک نظر دهید